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비이커 2개,, pH paper, 비누 와 합성세제가 대표적인 계면 활성제이다.. 실험 방법 (1) 식용유 20 g을 비커에 넣고 유리 막대로 저어주면서 35도까지 가열한다. 시약 및 기구 식용유(유지), 에탄올, 친수기의 영향에 의해 물 속으로 때가 떨 어져 나간다. 1) 손끝으로 문지르면 미끈미끈하면서 엷은 비늘 모양이 된다. 4) 손에 묻힐 때 기름기나 물방울이 느껴지지 않는다. R1COOH HO-CH2 R1COO-CH2 Ⅰ R2COOH + HO-CH R2COO-CH + 3H2O Ⅰ R3COOH HO-CH2 R2COO-CH2 고급지방산 글리세롤 유지(에스테르) 에스테르화 가수분해 ② 비누의 생성 유지를 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 등의 강한 염기로 비누화 반응시 키면 고급 지방산의 염인 비누와 글리세롤이 만들어진다. . 실험목적 식물성 기름을 이용하여 비누를 만드는 과정을 통하여, 비누화 반응을 이해한다. (2) 포화 NaOH 용액 6 mL와 에탄올 6 mL를 넣고 일정한 온도를 유지한 채 잘 저어 주면 서 계속 가열한다. 실험결과 (1) 비누가 ......
Index & Contents
자연과학-비누화 반응
자연과학-비누화 반응
1. 실험제목
비누화 반응
2. 실험목적
식물성 기름을 이용하여 비누를 만드는 과정을 통하여, 비누화 반응을 이해한다.
3. 실험원리
(1) 계면활성제
소수성의 탄화수소 사슬이 무극성의 유기 분자 쪽을 향하면서 유기분자를 둘러싸게 되 면 분자의 친수성 부분이 극성의 물 쪽으로 노출되어서 전체적으로 커다란 극성 분자처 럼 보이는 에멀젼이 형성된다. 이러한 특성을 가진 물질을 계면활성제라 부르며, 비누 와 합성세제가 대표적인 계면 활성제이다.
(2) 비누화 반응
강한 염기에 의하여 에스테르가 분해되는 반응을 비누화 반응이라고 한다.
(3) 비누의 합성
① 유지(fat and oil)
일종의 에스테르로서 고급 지방산(카르복시산)과 글리세롤이 에스테르화 반응을 하면 유지가 만들어진다.
R1COOH HO-CH2 R1COO-CH2
Ⅰ
R2COOH + HO-CH R2COO-CH + 3H2O
Ⅰ
R3COOH HO-CH2 R2COO-CH2
고급지방산 글리세롤 유지(에스테르)
에스테르화
가수분해
② 비누의 생성
유지를 수산화나트륨(NaOH)이나 수산화칼륨(KOH) 등의 강한 염기로 비누화 반응시 키면 고급 지방산의 염인 비누와 글리세롤이 만들어진다.
R1COO - CH2 HO - CH2
Ⅰ
R2COO - CH + 3NaOH 3RCOONa + HO - CH
Ⅰ
R3COO - CH2 HO - CH2
유지(에스테르) 비누 글리세롤
비누화반응
③ 비누의 구조
㉠ 친유성 부분
비누의 구조에서 탄소와 수소가 결합하여 생긴 긴 사슬 모양의 지방산인 꼬리 부분 은 기름에 잘 섞이는 친유성(소수성)이다.
㉡ 친수성 부분
카르복시기와 나트륨이 결합한 머리 부분은 물에 잘 섞이는 친수성이다.
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 - CH2 - CH2 - C
O
O-
Na+
친유성 부분
친수성 부분
④ 마이셀의 형성
비누가 물에 녹으면 친유성 부분은 안 쪽으로 향하고 친수성 부분은 물 쪽으로 배열 하여 공 모양인 마이셀을 형성하며, 표면 장력에 의해 수많은 미셀이 생기게 되어 뿌 옇게 흐려진다.
⑤ 세척 작용
비눗물에 빨래를 담그면 비누 분자의 친유성 부분이 오물에 침투(침투작용)하여 비누 분자가 섬유와 오물을 분리시켜 둘러싼 후, 친수기의 영향에 의해 물 속으로 때가 떨 어져 나간다.(유화작용) 이렇게 떨어져 나온 기름때는 섬유에 달라붙거나 뭉치지 못하 고 물 속에 떠 있다가 씻겨 나간다.(흡착작용)
(4) 염석효과(salting-out effect)
용액 중에서 만들어진 비누를 분리하기 위해서는 염화나트륨과 같은 전해질을 용액에 넣어준다. 전해질은 물속에서 모두 해리하기 때문에 전해질의 이온 보다 극성이 작은 비누 분자들은 서로 엉키게 된다. 이런 현상을 염석 효과라고 한다.
4. 시약 및 기구
식용유(유지), NaOH, 에탄올, pH paper, 종이컵 1개, 나무젓가락, 비이커 2개, 증류수
5. 실험 방법
(1) 식용유 20 g을 비커에 넣고 유리 막대로 저어주면서 35도까지 가열한다.
(2) 포화 NaOH 용액 6 mL와 에탄올 6 mL를 넣고 일정한 온도를 유지한 채 잘 저어 주면 서 계속 가열한다.
(3) 다시 포화 NaOH 2 mL를 넣어 주고 용액이 끈끈하게 될 때까지(색깔은 노란색에서 옅 은 노란색의 비누색으로 변화하면서 점도가 높아진다) 약 20분 동안 저어주면서 가열 한다.
(4) 다음과 같은 방법으로 비누화 반응이 완결되었는가를 확인한다.
1) 손끝으로 문지르면 미끈미끈하면서 엷은 비늘 모양이 된다.
2) 나무젓가락 끝에 묻혀서 들어 올리면 끈기가 있다.
3) 투명하고 균일한 풀 모양의 용액이 된다.
4) 손에 묻힐 때 기름기나 물방울이 느껴지지 않는다.
5) 용액 전체가 반투명이고 거품이 있는 상태이다.
6) 소량의 알코올을 넣으면 완전히 녹는다.
7) 용액에 포화 NaCl 용액 3 mL를 여러 번에 나누어 넣고 그때마다 5~6 분씩 가열한다.
8) 향료나 염료를 첨가하고, 단단한 종이로 만든 틀에 부어 건조시킨다.
6. 실험결과
(1) 비누가 만들어지는 과정을 관찰하여 적는다.
(2) 만든 비누를 물에 녹여서 pH를 측정하여 적는다.
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